Question

将一定质量的镁铝混合物投入200mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀

将一定质量的镁铝混合物投入200mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V（ml）的变化如图所示，按要求填写：（1）镁和铝的总质量为______g．（2）最初20mL NaOH溶液的作用是______．（3）硫酸的物质的量浓度为______．（4）生成的氢气在标准状况下的体积为______．

Answer 1

（1）由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O．当V（NaOH溶液）=200mL时，沉淀量最大，此时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，二者物质的量之和为0.35mol，从200mL到240mL，NaOH溶解Al（OH）₃：NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，当V（NaOH溶液）=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg（OH）₂，物质的量为0.15mol，所以沉淀量最大，Mg（OH）₂为0.15mol，Al（OH）₃为0.35mol-0.15mol=0.2mol，由元素守恒可知n（Al）=n[Al（OH）₃]=0.2mol，n（Mg）=n[Mg（OH）₂]=0.15mol，所以镁和铝的总质量为0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g，故答案为：9；
（2）根据图象发现最初20mL NaOH溶液并没有产生沉淀，说明原来溶液中硫酸过量，氢氧化钠的作用是中和过量的硫酸，故答案：中和过量的硫酸；
（3）沉淀量最大时为Mg（OH）₂和Al（OH）₃，溶液中溶质为Na₂SO₄，根据钠元素守恒可知此时n（Na₂SO₄）等于200mL氢氧化钠溶液中含有的n（NaOH）的

1

2

倍，所以n（Na₂SO₄）=

1

2

×0.2L×5mol/L=0.5mol，所以硫酸的浓度为

0.5mol

0.2L

=2.5mol/L，故答案为：2.5mol/L；
（4）根据以上分析，由元素守恒可知金属镁和铝物质的量分别为0.15mol和0.2mol，根据得失电子守恒氢气在标准状况下的体积为

0.15×2+0.2×3

2

×22.4L=10.08L，故答案：10.08L．